二、快速运动回路
快速运动回路又称增速回路,其功能在于使执行元件获得必要(如空行程)的高速,以提高系统的工作效率或充分利用功率。实现快速运动的方法一般有三种:增加输入执行元件的流量;减小执行元件在快速运动时的有效面积;前面两种方法的联合使用。
几种常见的快速回路。
1.液压缸差动连接的快速运动回路
如图I所示为一差动连接回路。图示位置时,若二位三通阀通电,液压缸差动连接,活塞便获得快速运动,其速度为非差动连接时的A1/(A1-A2)倍。如欲使快进与快退速度相等,则需使A1 =2A2,此时快进(退)速度为工进速度的2倍。
差动连接时,油缸右腔的回油q2经二位三通阀后和液压泵供给的油液q1一起进入液压缸左腔,相当于增大了供油量。此时,进油路上的某些管路与阀的通过流量增大,液压元件的规格必须按差动时的流量选择,以免压力损失与功耗过大。
这种回路方法简单、经济,但由于差动时的推力减小,差动速度愈大,执行元件输出的推力愈小,故快速运动的速度不能太高。如欲获得较大的运动速度,常与双泵供油或限压式变量泵供油等方法联合使用。
2.双泵供油的快速运动回路
如图J所示回路,液压泵1为高压小流量泵,其流量应略大于最大工进速度所需要的流量,其工作压力由溢流阀5调定。泵2为低压大流量泵(两泵的流量也可相等),其流量与泵1之和应等于液压系统增速运动所需要的流量,其工作压力应低于液控顺序阀3的调定压力。
空载时,液压系统的压力低于液控顺序阀3的调定压力,液控顺序阀3关闭,低压大流量泵2输出的油液经单向阀4与高压小流量泵1输出的油液汇集在一起进入液压缸,从而实现快速运动。当系统工作进给承受负载时,系统压力升高至大于液控顺序阀3的调定压力,液控顺序阀3打开,单向阀4关闭,低压大流量泵2的油经液控顺序阀3流回油箱,低压大流量泵2处于卸荷状态。此时系统仅由高压小流量泵1供油,实现慢速工作进给,其工作压力由阀5调节。
这种快速回路功率利用合理,效率较高,缺点是回路较复杂,成本较高。常用在快慢速差值较大的组合机床、注塑机等设备的液压系统中。
3.采用辅助液压缸的快速运动回路
如图K所示回路,回路中共有三个液压缸,中间柱塞缸3为主缸,两侧直径较小的液压缸2为辅助缸。当电液抉向阀8的右位起作用时,泵的压力油经电液换向阀8进入辅助液压缸2的上腔(此时顺序阀4关闭),因辅助缸2的有效工作面积较小,故辅助缸2带动滑块1快速下行,辅助缸2下腔的回油经单向顺序阀7流回油箱。与此同时,主缸3经液控单向阀5(亦称充液阀)从油箱6吸人补充液体。当滑块l触及工件后,系统压力上升,顺序阀4打开(同时关闭液控单向阀5),压力油进入主缸3,三个液压缸同时进油,速度降低,滑块转为慢速加压行程1(工作行程)。当电液换向阀8处于左位时,压力油经电液换向阀8后,一路经单向顺序阀7进入辅助液压缸下腔,使活塞带动滑块上移(而其上腔的回油则经电液换向阀8流回油箱);另一路同时打开液控单向阀5,使主缸的回油经液控单向阀5排回油箱。
4.采用蓄能器的快速运动回路
如图L所示回路,采用蓄能器可以用较小的液压泵。当系统短时期需要较大流量时,泵1和蓄能器4共同向液压缸6供油,使液压缸速度加快;当换向阀5处于中位,液压缸停止工作时,液压泵经单向阀3向蓄能器供油,蓄能器的压力升到卸荷阀2的调定压力后,卸荷阀开启,液压泵卸荷。